RU2428764C1

RU2428764C1 - Способ изготовления полупроводникового прибора

Info

Publication number: RU2428764C1
Application number: RU2010108570/28A
Authority: RU
Inventors: Абдулла Гасанович Мустафаев (RU); Абдулла Гасанович Мустафаев; Гасан Абакарович Мустафаев (RU); Гасан Абакарович Мустафаев; Арслан Гасанович Мустафаев (RU); Арслан Гасанович Мустафаев
Priority date: 2010-03-09
Filing date: 2010-03-09
Publication date: 2011-09-10

Abstract

Изобретение относится к технологии производства полупроводниковых приборов. Сущность изобретения: в способе изготовления полупроводникового прибора, включающем процессы ионной имплантации и формирование активных областей прибора на кремниевой подложке, после формирования активных областей создают скрытый р-слой под каналом прибора легированием подложки ионами Be с энергией 125-175 кэВ, дозой (2-5)·10¹² см^-2 и с последующим отжигом при температуре 650-750°С в течение 20-30 мин и атмосфере Н₂. Техническим результатом изобретения является снижение значений токов утечек в полупроводниковых приборах, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных. 1 табл.

Description

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления приборов с низкими токами утечки.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора с малыми токами утечки [Патент 4985739, США, МКИ H01L 29/80] путем использования структуры, в которой одна система областей сток-исток окружает другую систему областей сток-исток, а нижний затвор скрытый, верхний соединяется с контактной площадкой через диффузионный барьер для предотвращения проникновения металла. В таких полупроводниковых приборах из-за низкой технологичности увеличивается разброс параметров и снижается надежность приборов.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора с пониженным током утечки [Заявка 2133929, Япония, МКИ H01L 21/336] путем формирования окислением толстого слоя изолирующего оксида вокруг активной области структуры и сильнолегированного слоя под этим оксидом, который создается ионной имплантацией мышьяка.

Недостатками этого способа являются:

- повышенная плотность дефектов;

- низкая технологическая воспроизводимость;

- повышенные значения токов утечек.

Задача, решаемая изобретением, - снижение токов утечек в полупроводниковых приборах, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных.

Задача решается путем формирования скрытого p-слоя под каналом полевого транзистора, легированием подложки ионами Be с энергией 125-175 кэВ, дозой (2-5)·10¹² см^-2 и с последующим отжигом при температуре 650-750°С в течение 20-30 мин в атмосфере H₂.

Скрытый p-слой компенсирует флуктуации уровня легирования в области активного слоя, обеспечивает высокую однородность структуры, что приводит к уменьшению флуктуации толщины канала и снижает токи утечки.

Технология способа состоит в следующем: на кремниевой пластине активный n-канал и n⁺-области стока и истока формировали путем локального легирования подложки ионами Si⁺ с энергией ионов 115-150 кэВ, дозой (4-5)·10¹² см^-2 для n-слоя и (1-3)·10¹³ см^-2 для n⁺-области. Затем проводили отжиг при температуре 800-900°C в течение 20-30 мин в атмосфере H₂. В последующем формировали скрытый p-слой под каналом полевого транзистора путем легирования подложки ионами Be с энергией 125-175 кэВ, дозой (2-5)·10¹² см^-2 и отжиге при температуре 650-750°C в течение 20-30 мин в атмосфере H₂. Затвор и контакты к активным областям полупроводникового прибора формировали по стандартной технологии.

По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полупроводниковые приборы. Результаты исследований представлены в табл.1.

Таблица 1
Параметры приборов
Параметры п/п структур, изготовленных по стандартной технологии		Параметры п/п структур, изготовленных но предлагаемой технологии
Ток утечки, I_ут·10¹³ А	Плотность дефектов, см^-2	Ток утечки, I_ут·10¹³А	Плотность дефектов, см^-2
4,7	1,5·10⁴	0,6	3,4·10²
4,5	1,8·10⁴	0,4	4,6·10²
4,5	2,7·10⁴	0,5	3,4·10²
5,3	1,2·10⁴	0,1	1,1·10²
5,2	2,5·10⁴	0,6	1,5·10²
5,7	1·10⁴	0,7	0,7·10²
4,6	4,6·10⁴	0,3	7,5·10²
4,9	3,5·10⁴	0,6	2,2·10²
4,4	8,0·10⁴	0,2	8,9·10²
4,9	2·10⁴	0,4	2,1·10²
4,7	3,2·10⁴	0,6	2,4·10²
5,4	1,7·10⁴	0,7	1,9·10²
5,0	5·10⁴	0,3	4,4·10²

Экспериментальные исследования показали, что выход годных полупроводниковых приборов, на партии пластин сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 16,8%.

Технический результат - снижение токов утечек в полупроводниковых приборах, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных.

Стабильность параметров во всем эксплуатационном интервале температур была нормальной и соответствовала требованиям.

Предложенный способ изготовления полупроводникового прибора путем формирования скрытого p-слоя под каналом полевого транзистора легированием подложки ионами Be с энергией 125-175 кэВ, дозой (2-5)·10¹² см^-2 и с последующим отжигом при температуре 650-750°C в течение 20-30 мин в атмосфере H₂ позволяет повысить процент выхода годных приборов и улучшить их надежность.

Claims

Способ изготовления полупроводникового прибора, включающий процессы ионной имплантации и формирование активных областей прибора на кремниевой подложке, отличающийся тем, что после формирования активных областей создают скрытый р-слой под каналом прибора легированием подложки ионами Be с энергией 125-175 кэВ, дозой (2-5)·10¹² см^-2 и с последующим отжигом при температуре 650-750°С в течение 20-30 мин и атмосфере Н₂.